智能汽車在提升駕駛安全性、道路通行效率等方面具有巨大的潛力,因此,受到了民眾廣泛的關注。車道變換作為駕駛行為中最為基本的行為之一,對道路通行效率、行車安全等都有著重要的影響。本文基于高速公路場景,對自動駕駛車輛的自主換道系統(tǒng)進行分析,將從車輛動力學建模與運動控制、換道決策機制、換道運動規(guī)劃、軌跡跟隨控制,四個方面來對該課題進行詳細闡述。在車輛動力學建模與運動控制方面,首先,建立目標車輛的14自由度車輛動力學模型;然后,設計了分層結構的運動控制算法框架,即上層為運動控制算法,下層為轉矩協(xié)調分配;最后,設計仿真實驗進行驗證運動控制的效果,從實驗數據分析可以得到,所設計的分層結構運動控制算法具有良好地控制效果。在換道決策方面,首先,根據對換道行為特性分析,確定本文所研究的換道行為是選擇性換道行為,即為擺脫前方低速車輛,以獲得更寬闊的駕駛空間和較高的車速而進行車道變更的操作;然后,引入間距期望、速度期望,作為換道決策的參考因素;最后,設計了滿足換道意圖和換道可行性條件的換道決策機制。在獲得了換道決策之后,也就獲得了目標車道的信息。在換道運動規(guī)劃方面,首先,介紹了Frenet坐標系的基本理論;然... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

魔術公式輪胎模型輸入與輸出關系

圖 2.2 車輪受力分析，在輪胎坐標系下，車輪沿著 tZ軸的運動微wi ( l , r ) wi ( l , r ) zwi ( l , r ) zsi ( l , r)m z F F的過程中，因彈性遲滯現象產生一個阻礙車輪車輪繞車輪中心軸線的回轉運動表達為式（2fi ( l , r ) zwi ( l , r ) zwi ( l , r ) r w ( l , r)T F s F f R系中，可得到車輪的力矩平衡方程：wi ( l , r ) wi ( l , r ) wi ( l , r ) fi ( l , r ) xwi ( l , r ) w ( l , r)I T T F R需求，所選取的電機的查表模型為：( , ) max ( , ) ( , )( )mi l r i l r i l rT T n a板深度系數，max ( , )( )i l rT n為對應的電機轉速-最

圖 2.4 電機三維查表模型的運動控制了 14 自由度車輛動力學模型，本節(jié)將介紹車輛模重點不是研究車輛的運動控制，因此本節(jié)將只介紹動駕駛車輛之間的關系。型運動控制的分層結構設計的輪轂電機車輛模型的運動控制主要包括：車輛調分配。從圖 2.5 中可以看出，上層車輛運動控轉角 為輸入，根據車輛的狀態(tài)反饋，計算車輛穩(wěn)定性控制變量zcM 和ycF；下層轉矩協(xié)調分配模所求解的控制變量和約束條件為輸入，首先通過最后求解執(zhí)行器轉矩lT ，并作用于四輪獨立驅動車車輛的運動控制。


本文編號：3261644